热塑性塑料的机械性能 - 简介

必须清楚地表明，聚合物对金属的施加载荷有很大不同的反应，从而直接比较有限使用的强度和刚度。例如，依赖于弹性模量的梁，板和色谱柱的大量设计公式是对材料对压力的响应的基本度量的基本量度，隐含的假设是材料以线性，弹性的方式行为直到屈服。对于大多数金属来说，这是真的。对于聚合物，应力 - 应变曲线很少是线性的，没有真正的比例极限，并且该行为受到应变速率和温度的极大影响。由于聚合物的行为似乎结合了弹性固体和高度粘性的行为，因此它们被称为“粘弹性”。

形变

受外部应力的聚合物成分的变形由三个元素组成（请参见图1）：

• 瞬时（可逆）弹性变形；
• 时间依赖性粘弹性变形；
• 时间依赖性不可逆的塑性变形。

这种时间依赖性的行为意味着必须仔细定义测试方法，并且必须谨慎使用数据表值。（ISO 10350和ISO 11403分别是单个和多点数据的当前国际标准。）

粘弹性CrEEP

粘弹性材料在稳定的压力下蔓亚博网站下载延，并在稳定的应变下松弛。为了设计一个不会超过其预计的寿命1％的组件，有必要检查材料供应商的蠕变曲线，以确定将蠕变限制在此限制的应力水平。

抗拉强度

拉伸测试结果在材料的初步选择中可能很有用，但是如果服务中的组件与测试中使用的应变率相似，则实际上仅对设计人员有任何进一步使用。亚博网站下载许多聚合物的典型应力应变曲线如图2所示。

各向异性

聚合物成分的设计师始终需要意识到这些材料的各向异性性质，尤其是用纤维增强的材料。亚博网站下载由于制造过程，聚合物链和任何填充剂或纤维的比对往往会沿流动方向出现。尽管该方向的机械性能可能非常好，但与流动方向成直角的性能可能非常差，几乎肯定会不同。当然，这可以看作是一个优势，使得通过适当的模具设计，对齐时间发生在需要的高应力区域。

影响力

IZOD和Charpy的影响值为材料的韧性提供了有用的指示。缺口和未注明的标本的比较数字也可以评估缺口的冲击力。由于加载模式和部分几何形状的变化，实际的组件行为无法从此类数据中确定。同样，材料可亚博网站下载以承受在被认为会导致断裂所必需的冲击能量的打击，但是在该能量水平上的第二次打击可能足以引起断裂。非晶聚合物（例如聚碳酸酯（PC））易受这种行为的影响，而半晶材料（例如聚酰胺（PAS））和聚氧甲基（POM）（POM）通常在重复的撞击负荷下表现良好。亚博网站下载聚合物的影响强度高度取决于温度。